黑洞爆炸可能將「迷你海王星」轉變成岩態行星

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】由天體物理學家和行星科學家組成的團隊預測，位於銀河系中心附近的海王星類行星，會被附近超大質量黑洞所產生的爆發轉化為岩石行星。這些發現結合了計算機模擬與最近的系外行星發現的數據，以及x射線和紫外線觀測的恆星和黑洞。美國伊利諾斯州西北大學的霍華德·陳領導了這項研究，他說：認為黑洞塑造了行星的進化命運是一件很不自然的事情，但在我們的銀河系中心可能就是這樣的情況。來自哈佛-史密森天體物理中心(CfA)的陳冠希和他的合作者們研究了離地球最近的超大質量黑洞周圍的環境:400萬太陽質量黑洞，即人馬座A*。

圖片版權：Harvard University

眾所周知，物質落入黑洞時，偶爾的進食會產生明亮的x射線和紫外線輻射。事實上像美國宇航局的錢德拉x射線天文台和ESA的xmm -牛頓的x射線望遠鏡已經看到了過去產生的明亮的爆發的證據，從大約600萬年到一個多世紀以前。CfA的合著者約翰·福布斯(John Forbes)說：想知道射手座的這些爆發會對附近的任何行星產生什麼影響。我們的研究表明黑洞可以極大地改變行星的生命。作者考慮了這種高能輻射對在地球和海王星之間有質量的黑洞的70光年範圍內的行星的影響。他們發現x射線和紫外輻射會將這些行星附近的大量氣體釋放到黑洞附近。在某些情況下，這將留下一個裸露的岩石內核。這樣的岩石行星會比地球重，而且是天文學家所說的「超級地球」。

CfA的合著者Avi Loeb說：這些超級地球是天文學家在太陽系之外發現的最常見的行星類型之一，我們的研究表明，在正確的環境下，它們可能以奇特的方式形成。研究人員認為，這種黑洞的影響可能是岩石超級地球形成靠近銀河系中心的最常見的方式之一。雖然這些行星中的一些將位於像太陽這樣的恆星的宜居帶，但它們存在的環境會使生命產生挑戰。超級地球將受到超新星爆炸和伽馬射線爆炸的衝擊，這可能會破壞留在行星上的任何大氣層的化學成分。超大質量黑洞的額外爆發可能提供一種致命的衝擊，並完全侵蝕行星的大氣層。

這些行星也會受到一顆路過的恆星的引力干擾，這顆恆星可能會把行星從維持生命的主機上拋掉。這樣的相遇可能經常發生在銀河系超大質量黑洞附近，因為該地區充滿了恆星。銀河系中心有多擁擠？天文學家們認為，在銀河系中心大約70光年的範圍內，岩石世界的平均距離在75到7500億公里之間。相比之下，離太陽系最近的恆星是4億公里遠。人們普遍認為銀河系的最深處並不利於生命。事實上儘管在這個區域，甲板似乎對生命不利，但在這樣一個密集的環境中，生命通過星際或星際接觸傳播的可能性，在如此密集的環境中會更加普遍。這個過程可能會讓生命有機會出現並存活下來。

直接探測這樣的行星需要巨大的挑戰。距離銀河系中心(距離地球26000光年)，擁擠的區域，以及通過干涉塵埃和氣體阻擋光，都使得觀測這些行星變得困難。然而，這些挑戰可能會被下一代超大的地面望遠鏡所滿足。例如，像歐洲超大望遠鏡這樣的未來天文台的搜索，可能會探測到這些行星的證據。另一種可能性是尋找在大氣中有不同尋常的元素模式的恆星，它們已經從星系中心移走了。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：天體物理期刊

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：哈佛大學

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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